一种自适应调零阵的LCMV算法

详细推导了基于功率倒置阵列的线性约束最小方差(LCMV)算法及其递推公式,避免了矩阵求逆的复杂运算。然后在Matlab环境里构建了仿真模型来模拟实际的接收环境和复现阵列接收到的信号,对均匀线阵和圆阵都做了仿真,并得到了相应的阵列波束图,为自适应天线的实用设计提供了参考和依据。仿真结果表明:该算法收敛速度快、易于实现,利用LCMV算法作为自适应算法的功率倒置阵列抗干扰方案适合在强干扰的环境下工作,干扰越强,其对应的零陷越深。

GNSS抗干扰中LCMV算法研究及仿真

由于GNSS卫星信号强度极小,容易受到强信号干扰,针对如何有效抗干扰问题,将基于功率倒置天线阵列LCMV算法在一定的数学模型基础上利用理论进行推演,并稍加改进避免了矩阵求逆,然后通过Matlab仿真加以验证,最后为该算法的实现进行了硬件设计。提出了以FPGA结合DSP的处理方案,利用FPGA完成射频采集,由DSP进行抗干扰处理以及LCMV算法实现。

基于微分约束的改进自适应多波束抗干扰算法

卫星导航抗干扰技术作为导航接收机中最重要的部分之一,将直接决定导航定位的可靠性和准确性。自适应多波束导航抗干扰技术作为目前抗干扰性能最高的抗干扰技术,其不仅可以对干扰方向进行抑制,还可以对卫星信号方向产生增益,为导航信号提供有效保护。但自适应多波束抗干扰算法需要实时获取卫星信号相对天线阵面的入射角信息,在实际工程应用中,考虑到惯导的姿态测量误差以及载体平台的运动,获取的入射角信息存在一定的偏差,滤波后会引起信号损失。针对这个问题,提出一种基于微分约束的改进自适应多波束抗干扰算法。该方法以LCMV准则为目标函数,通过在卫星信号入射方向和干扰方向上增加一定角度范围进行约束,削弱入射角度偏差引起的信号损失。仿真结果表明,该方法在一定的角度偏差范围内可有效保护卫星信号并抑制干扰信号,从而提高抗干扰性能。

基于MATLAB仿真的LMS和LCMV算法抗干扰性能比较研究

对空域抗干扰技术中常用的最小均方(LMS)算法和线性约束最小方差(LCMV)算法的原理进行了说明,建立了多元天线阵列模型,并以此模型为基础,对这两种算法的收敛速度、信噪比和误码率等参数进行了分析和比较,最后采用MATLAB进行了仿真。仿真结果表明,LCMV算法的收敛速度较LMS算法要稍慢,但是达到最终稳定时的误差均值以及收敛效率要优于LMS算法。

子阵级LCMV循环优化自适应波束形成算法研究

在传统LCMV波束形成器以及子阵空间部分自适应阵的基础上,提出了一种新颖的降维方法。首先将大规模阵列按照子阵划分的某种规则划分为若干组子阵列,每一组子阵列使用相同的权值。在权值优化过程中,每一次只更新权向量的一部分,通过多次迭代更新使系统搜索得到最优权值,避免了全维相关矩阵的求逆运算。实验结果表明,与传统方法相比,该方法在大规模阵列波束形成时能够获得更高的信干噪比,并减小了求逆矩阵的维数,在一定程度上降低了计算复杂度及硬件成本。

一种应用于GPS抗干扰的改进LCMV算法

研究了一种基于LCMV算法的自适应波束形成算法。结合GPS卫星信号的特点将该算法应用于GPS接收机的抗干扰系统中。文中对该自适应算法进行了推导和Matlab仿真,并使之与LCMV算法的仿真效果作比较,结果表明,该算法能更好地抑制干扰、保留期望信号。

低数据率与低阵元数时LCMV和LCEC波束形成算法研究

研究了低数据率与低阵元数条件下应用线性约束最小方差算法(LCMV)算法和线性约束特征干扰相消器(LCEC)算法的相控阵雷达系统对干扰抑制和旁瓣压低性能。建立了均匀线阵接收信号模型,给出了LCMV,LCEC两种算法的原理,用仿真方法讨论了不同数据率和阵元数时LCMV,LCEC算法不同到达方向上的干扰与旁瓣抑制性能。结果表明:与LCMV算法相比,高数据率、低阵元数时LCEC算法在两个相隔角度小于1个主波束宽带的干扰来波方向上形成的零陷更准确;低数据率、低阵元数时LCEC算法的角度分辨率更高;低数据率、高阵元数时LCEC算法的副瓣电平抑制能力更强,高阵元数时LCEC算法保持了静态方向图的特征。

基于非线性频偏的频控阵波束控制研究

与相控阵波束指向只具有角度相关性不同,频控阵波束图是时间、角度及距离的函数.这一特性在抑制距离相关性干扰等方面有着巨大的应用价值,但其方向图所固有的距离-角度耦合会带来新的频控阵波束控制问题.如何消除距离-角度耦合关系是实现波束精确控制及目标精确定位的前提.针对这一问题,提出一种基于可变加载约束的最速下降-线性约束最小方差(SD-LCMV)算法计算最优权矢量,同时将对数、三角函数、指数函数及倒数4种非线性频偏增量方式引入一维均匀线性频控阵(ULA-FDA)阵列,仿真验证应用4种不同非线性频偏的ULAFDA阵列发射方向图的解耦性能.之后,采用多信号分类(MUSIC)算法仿真得到不同频偏情况下的MUSIC谱函数,对比分析4种频偏增量方式下的目标距离-角度二维联合估计性能.此外,仿真分析了sin-FDA阵列的接收机结构方向图特性及基于sin-FDA收发共形阵列的3种接收信号处理机制,从而验证了非线性频偏频控阵(FDA)阵列结构的有效性.

基于遗传算法RBF网络的波束形成

为寻求自适应阵列天线技术在波束形成准确性和收敛速度上的突破,尝试引入智能控制理论中的优化算法.提出一种染色体长度可调的编码方式,用这种编码方式下的遗传算法同时训练RBF网络的网络参数和拓扑结构,将训练后的RBF网络用于上行链路的自适应波束形成.理论分析和仿真结果表明,染色体长度可调编码方式下的遗传算法是有效的,该算法能够比较准确地逼近理论上的最优权值,提高了算法的收敛速度.

波束成形技术在无线互联电力仪表抗干扰中的应用

电力仪表无线互联能给用户带来极大便利,然而又面临复杂电磁环境下无线通信的抗干扰问题。分析了电磁环境的复杂性,即每个通信节点所接收的信号和干扰通常多方向,且波达角不定。建立了直流电机干扰仿真模型,提出了基于波束成形技术抑制干扰的方法,即首先由MUSIC算法估计了干扰波的波达角,再基于LCMV算法进行波束形成。仿真结果表明,该方法有效抑制了干扰,通信链路的误比特率得到显著改善。

一种改进的宽带波束形成方法

宽带信号具有目标回波携带的信息量大及混响背景相关性弱等特点,在声纳系统中应用越来越广泛。为了减小FIR滤波器的幅度和相位误差对宽带波束形成器性能的影响,采用线性约束最小方差自适应算法保证FIR数字滤波器的相位特性严格线性;采用基于幅度误差函数的代价因子自适应迭代算法使FIR数字滤波器通带内近似满足等纹波的幅度特性,达到FIR数字滤波器与设计指标要求最佳匹配的目的。对10阵元等间隔线阵的分析仿真结果表明该方法是有效的,并适用于其它阵型,对于声纳系统具有显著的应用价值。

基于蚁群算法的子阵级自适应多波束形成

在大型阵列信号处理中,可以在子阵级进行数字波束扫描形成多波束,降低硬件成本和系统复杂度,其中子阵划分的优劣直接决定信号处理的性能。针对子阵级多波束形成的问题,提出了一种基于蚁群算法的子阵划分最优策略,该策略将蚂蚁的迁移路径作为子阵划分方案,以峰值旁瓣电平为优化目标进行迭代搜索,使得子阵级自适应形成多波束方向图的旁瓣性能达到最优。首先,分析了蚁群算法的基本原理,对子阵划分问题的解空间进行建模,设计最优策略并求解得子阵划分方案;然后采用线性约束最小方差准则(LCMV)计算子阵级权矢量,形成多波束方向图;最后通过对比分析了多波束方向图的性能。仿真实验证明了所提算法得出的子阵划分以及激励匹配方案的有效性。

两种卫星导航抗干扰算法对载波相位测量精度影响分析

PI算法与LCMV算法是被深入研究与广泛应用的两种抗干扰算法,若信号经过两种算法处理后产生相延迟,则会给载波相位的测量带来误差,从而影响载波相位差分精度。简要介绍了相延迟以及PI算法与LCMV算法,并通过算法公式分析得出PI算法会随干扰输入信号和卫星信号方向的变化而变化,而LCMV算法则不会因输入信号和卫星信号的变化产生相延迟。利用MATLAB仿真平台,仿真出干扰环境下PI算法与LCMV算法产生的相延迟,通过仿真结果分析验证两种算法对于载波相位测量精度的影响。

基于多级维纳滤波对消的方向图综合

针对降低天线阵的副瓣电平和优化天线阵的方向性这一问题,在线性约束最小方差(LCMV)算法的基础上,引入了基于多级维纳对消的方向图综合算法。该算法充分考虑综合方向图和参考方向图之间的相对幅度对方向图综合的影响,通过多级维纳对消器输出的最优权值自适应地改变相对幅度,提高了干扰功率的迭代效率,降低了迭代的次数,同时又降低了综合方向图和参考方向图之间的综合误差。由于多级维纳对消器的引入,该算法具有较强的鲁棒性,拓展了方向图综合方法的应用范围和适用性。

传声器阵列语音增强新方法与仿真实验

结合宽带LCMV语音增强和噪声自适应对消原理,提出了一种基于传声器阵列的多级自适应语音增强方法。在真实声学环境下构建实验模型并对语音信号进行采集,通过MATLAB仿真验证了算法。分析表明,该方法计算复杂度低,对语音信号损伤小,信号SNR提高显著。

一种利用功率反演和线性约束最小方差算法的自适应天线(英文)

This paper presents a new algorithm based on the power inversion （PI） and the linearly constrained minimum variance （LCMV）. This algorithm is capable of adjusting the weights of the antenna array in real time to respond to and improve the global positioning system （GPS） received signals coming from the desired directions and at the same time to highly suppress the jammers coming from the other directions. The simulation is performed for fixed and moving jammers. It indicates that this structure can give deeper nulls, more than 115 dB depths for fixed jammers and more than 94 dB depths for moving jammers.

一种降秩线性约束自适应波束形成算法

线性约束最小方差法可在多项约束条件下提供较好的干扰抑制能力,然而在低快拍数、固定零点和自适应干扰零点重合的条件下,该算法性能严重下降。该文提出了一种新的线性约束自适应波束形成算法———基于变换的线性正交投影算法,可较好地克服上述缺点,且计算量较小。理论分析与仿真结果验证了算法的有效性。

北斗导航自适应抗干扰技术的研究

把北斗双频抗干扰作为研究对象,以天线接收B1和S两个频点信号的抗干扰处理为研究重点.首先构建了双频圆阵的阵列信号模型,阐述了空时二维滤波的原理,权值的确认准则LCMV,以及功率倒置阵列的特性,在此基础上采用LMS算法得到空时滤波的最优权值,并对该算法的性能进行matlab仿真.仿真结果表明:基于四阵元圆阵的LMS功率倒置空时二维算法能够在干扰的来向形成较深零陷.最后将仿真过的算法在FPGA硬件平台上实现,进一步验证算法的可行性.

基于空域信号分离的多径干扰抑制算法

针对全球导航卫星系统中的多径干扰抑制问题,提出了一种有效的低复杂度多径干扰抑制算法,在直达信号和多径干扰来向角(DOA)未知的情况下,利用RELAX算法,通过反复迭代的思想逐一估计出直达信号和多径干扰的DOA和幅度,进而识别多径干扰,利用线性约束最小方差无畸变波束形成技术,在直达信号方向形成增益与在多径干扰方向形成零陷而抑制多径干扰,并进行了仿真试验。分析结果表明:当多径干扰部分相干时,RELAX算法估计的DOA均方根误差比MUSIC算法低了约12dB;当多径干扰完全相干时,RELAX算法估计的DOA均方根误差比MUSIC算法低了约25dB;所提算法能够准确估计出直达信号和多径干扰的DOA,保证通过波束形成零陷空域多径干扰,使得进入跟踪环路的信号非常洁净,处理后的码相位跟踪误差接近于0。

基于二次组阵的低旁瓣波束形成方法

为了有效地降低阵列天线在数字波束形成过程中旁瓣水平,提出了一种通过二次组阵实现的低旁瓣自适应波束形成方法。在阵列相互重叠的子阵划分基础上,通过子阵对期望信号及干扰信号进行自适应波束形成,实现对期望信号的增益接收以及对干扰信号的深度抑制。在子阵数字波束形成的基础上,对各个子阵的输出运用二次组阵的方法,对二次组阵的方向图在约束条件下进行波束合成实现对子阵方向图中旁瓣的对消补偿,从而达到降低旁瓣的目的。通过理论分析和实验仿真表明,与常规LCMV方法相比,基于二次组阵的波束形成方法在保证了对干扰信号深度抑制的同时,有效地降低了方向图中的旁瓣水平,提高了系统的抗干扰性能。